CN103135409B - 显影设备、处理单元和图像形成装置 - Google Patents

Abstract

本发明的名称是显影设备、处理单元和图像形成装置。显影设备包括：显影室；墨粉载体，其布置在显影室中；墨粉供应零件，其构造来供应墨粉到墨粉载体；墨粉量检测零件，其构造来根据靠近墨粉供应零件的墨粉的量改变其旋转位置以检测残留在显影室的墨粉的量；和墨粉流限制零件，其构造来阻挡在墨粉量检测零件周围的墨粉移动，该墨粉移动由墨粉供应零件和墨粉载体的旋转产生的在显影室中的墨粉的流动引起。

Description

显影设备、处理单元和图像形成装置

技术领域

本公开的一个方面涉及显影设备、处理单元和图像形成装置。

背景技术

例如，日本已公开的专利公开号2010-66769公开了电子照相图像形成装置，包括墨粉量检测机构，其检测在显影设备或处理单元中的残留墨粉的量，并且向使用者报告补充或替换显影设备或处理单元的时间（下文中该时间可以称为“墨粉替换时间”）。

该公开的墨粉量检测机构包括：墨粉量检测零件，其根据显影设备的墨粉容器中的残留墨粉的量改变其旋转位置；和臂件，其连接到墨粉量检测零件并且从显影设备或处理单元的外部可以看见。当墨粉容器中的残留墨粉的量变得少于或等于预定的量时，墨粉量检测零件的旋转范围向显影设备的墨粉载体延伸，并且通过设置在图像形成装置中的传感器检测到臂件的位置，以检测残留墨粉量的减少（即，检测墨粉替换时间）。

利用JP2010-66769公开的构造，当在印刷中消耗了墨粉，且墨粉的表面水平变得低于或等于墨粉量检测零件的旋转轴的高度时，或者当墨粉的起始量低，且墨粉的表面水平低于或等于墨粉量检测零件的旋转轴的高度时，在墨粉量检测零件和限制零件（显影刀片）之间形成空间。在这种情况下，由于墨粉供应零件和墨粉载体的旋转引起的墨粉流，使得墨粉量检测零件下面的墨粉可以被运走。结果，墨粉量检测零件的旋转范围朝着墨粉载体延伸，由图像形成装置的传感器检测到臂件，并且甚至当在墨粉容器中仍然存在用于显影的充足量的墨粉时，向用户报告墨粉替换时间。

发明内容

在本公开的一个方面，提供了显影设备，其包括：显影室；布置在显影室中的墨粉载体；墨粉供应零件，其构造来供应墨粉到墨粉载体；墨粉量检测零件，其构造来根据靠近墨粉供应零件的墨粉量改变其旋转位置以检测残留在显影室中的墨粉的量；和墨粉流限制零件，其构造来阻挡墨粉量检测零件周围的墨粉移动，该墨粉移动由墨粉供应零件和墨粉载体的旋转产生的在显影室中的墨粉的流动引起。

附图说明

图1是说明根据实施方式的包括显影单元的图像形成装置的示例性构造的图；

图2是根据实施方式的包括显影单元的处理单元的侧面剖视图；

图3是根据实施方式的显影单元的侧面剖视图；

图4是说明根据实施方式的墨粉流限制零件的图；

图5A是说明当残留墨粉量充足时墨粉量检测零件的旋转位置的图；

图5B是说明当残留墨粉量少时墨粉量检测零件的旋转位置的图；

图6是说明用于使墨粉量检测零件同步的同步零件的图；

图7是说明在显影单元中的搅拌/传送零件、同步零件和墨粉量检测零件的图；

图8是用于报告墨粉替换时间的报告机构的透视图；

图9A是用于描述未提供墨粉流限制零件时可发生的问题的图；

图9B是用于描述未提供墨粉流限制零件时可发生的问题的图；

图10A是用于描述墨粉流限制零件的作用的图；

图10B是用于描述墨粉流限制零件的作用的图；

图11是说明根据第一个变型的墨粉流限制零件的图；

图12是说明根据第二个变型的墨粉流限制零件的图；

图13是说明根据第三个变型的墨粉流限制零件的图；和

图14是说明根据第四个变型的墨粉流限制零件的图。

具体实施方式

下面参考附图描述本发明优选的实施方式。

<图像形成装置的构造>

图1是说明根据实施方式的图像形成装置1的示例性构造的图。如图1所述，图像形成装置1包括处理单元2和布置在处理单元2下面的进纸单元10。进纸单元10包括进纸盒11。

曝光单元60布置在处理单元2的上面。曝光单元60用激光束照射光电导体（图像载体）3以在光电导体3上形成潜像。

处理单元2包括：光电导体3；充电单元40，其使光电导体3的表面带电；显影单元（显影设备）20，其用墨粉使在光电导体3上形成的静电潜像可见以形成墨粉图像；和清洁单元50，其除去并收集残留在光电导体3上的墨粉。

图像形成装置1进一步包括：转印单元70，其使墨粉图像从光电导体3转印到记录介质（例如，纸）上；和熔合单元80，其通过使记录介质穿过施加热和压力到墨粉图像上的一对辊，使墨粉图像熔合到记录介质上。

利用上述构造，图像形成装置1起打印机的作用，其基于数字图像信息在记录介质上记录图像。图像形成装置1也可以包括控制单元、通信单元、用于扫描文件的扫描单元和文件送入器；并且可以实施作为多功能外围设备，包括：传真功能，其用于传送图像信息到远程装置和接收来自远程装置的图像信息，以及复印机功能。

下面描述图像形成装置1的部件的构造以及由图像形成装置1执行的过程。

<光电导体的构造>

根据其目的，可以自由地选择光电导体3的材料、形状、结构和尺寸。例如，光电导体3的形状可以像鼓状物、片状物或者环带。根据图像形成装置1的尺寸和规格，可以自由地确定光电导体3的尺寸。

光电导体3的示例性材料包括无机光电导体，如非晶硅、硒、硫化镉（CdS）和氧化锌（ZnO）；以及有机光电导体，如聚硅烷和酞聚甲炔(phthalopolymethine)。

有机光电导体可以具有单层结构或者层压结构。具有单层结构的光电导体可以包括基底和在基底上形成的单层光敏层，并且也可以包括保护层、中间层和根据需要的其他层。具有层压结构的光电导体可以包括基底和在基底上形成的层压光敏层，并且也可以包括保护层、中间层和根据需要的其他层。层压光敏层至少包括电荷产生层和电荷运输层，以该顺序设置。

<充电过程>

在充电过程中，充电单元40通过在表面上施加电压均匀地使光电导体3的表面带上电荷。充电单元40要么可以实施作为接触充电单元，其接触光电导体3并使光电导体3带上电荷，要么作为非接触充电单元，其使光电导体3带上电荷而没有接触光电导体3。

接触充电单元可以包括例如导电的或半导电的充电辊、磁刷、毛刷、薄膜或橡胶刀。在其中，充电辊是特别优选的。与电晕放电方法相比，充电辊能够极大地减少臭氧产生的量，甚至当反复使用光电导体3时，其可以稳定地使光电导体3带上电荷，并且防止图像质量的退化。

在本实施方式中，充电单元40包括充电辊41。虽然没有示出，但是充电辊41可以包括用作导电支撑的圆柱形的金属轴、在金属轴外表面上形成的电阻调节层和覆盖在电阻调节层表面上以防止漏电的保护层。

充电辊41连接到电源上，该电源施加预定的电压到充电辊41上。虽然只有直流（DC）电压可以施加到充电辊41上，但是优选将通过在DC电压上叠加交流（AC）电压得到的电压施加到充电辊41上。施加AC电压到充电辊41上可以使光电导体3的表面更均匀地带上电荷。

同时，非接触充电单元可以包括使用电晕放电方法的非接触充电线、针电极设备或者布置在与光电导体3非常小的距离的导电的或半导电的充电辊。

电晕放电方法是非接触放电方法，其中将在环境气氛中由电晕放电产生的阳离子或阴离子供应到光电导体3的表面上。电晕放电方法可以通过提供恒定量的电荷到光电导体3上的电晕充电器实施，或者通过提供恒定电势到光电导体3上的栅格充电器实施。电晕充电器可以包括放电线和占据放电线周围一半空间的外壳式电极(casing electrode)。

通过在电晕充电器中添加栅格电极制成栅格充电器。栅格电极布置在离光电导体3的表面非常小的距离上（例如，从1.0mm到2.0mm）。当充电辊41用作非接触充电单元时，布置充电辊41，使得在充电辊41和光电导体3之间形成非常小的缝隙。缝隙的间距优选为大约10μm到大约200μm，更优选为大约10μm到大约100μm。

<曝光过程>

在曝光过程中，曝光单元60使光电导体3的带电表面曝光。更具体地，曝光单元60照射光电导体3的带电表面以形成静电潜像。曝光单元60可以包括模拟光学系统和/或数字光学系统。

模拟光学系统使从文件中反射的光投射到光电导体3上。数字光学系统接收图像信息作为电信号，而且使电子信号转变为光学信号以照射光电导体3并在光电导体3上形成图像。

曝光单元60可以包括照射单元，其曝光或照射光电导体3的带电表面以根据图像信息形成图像。取决于目的，照射单元可以通过例如柱状透镜阵列(rod lens array)、液晶快门光学系统、LED光学系统或者激光二极管（LD）光学系统实施。在其中，LD光学系统是特别优选的。

<显影过程>

在显影过程中，显影单元20使用墨粉（显影剂）使在光电导体3上形成的电子潜像显影以形成可见图像（墨粉图像）。在本实施方式中，显影单元20使用单组分显影剂使电子潜像显影。磁性墨粉或者非磁性墨粉可以用作单组分显影剂。稍后描述显影单元20的构造。

<转印过程>

在转印过程中，转印单元70使可见图像（墨粉图像）从光电导体3转印到记录介质上。转印单元70可以构造为直接转印单元或二级转印单元。直接转印单元使可见图像从光电导体3直接转印到记录介质上。二级转印单元将可见图像从光电导体3转印到中间转印单元，从中间转印单元转印到记录介质上。为了减小图像形成装置1的尺寸，直接转印单元是优选的。通过例如使用电晕放电的电晕转印单元、转印带、转印辊、压力转印辊或者粘合性转印单元可以实施转印单元70。在本实施方式中，假定辊用作转印单元70。

储存在进纸盒11的记录介质不限于纸张。可以使用任何类型的记录介质，只要显影的图像（墨粉图像）可以转印到记录介质上。例如，由聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）制成的OHP纸可以用作记录介质。

<熔合过程>

在熔合过程中，熔合单元80使转印的可见图像熔合（或定影）到记录介质上。熔合单元80可以包括熔合零件和用于加热熔合零件的热源。通过各种零件的组合，如环带和辊的组合或者多个辊的组合，只要零件在其之间可以形成压隙，可以实施熔合零件。

当熔合零件包括辊时，辊的金属轴优选由非弹性材料制成，这样辊不会由于高的压力变形。可以根据目的，自由地选择非弹性材料。例如，优选使用高度导热材料，如铝、铁、不锈钢或者黄铜。

同样，辊的表面优选覆盖有黏脏防护层。黏脏防护层的示例性材料包括室温硫化（RTV）硅橡胶、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚（PFA）和聚四氟乙烯（PTFE）。

在熔合过程中，使墨粉图像已经转印到其上的记录介质穿过在熔合单元80的熔合零件之间的压隙以熔合墨粉图像。可选地，熔合单元80可以构造来同时地使墨粉图像转印到记录介质上以及通过使记录介质穿过压隙熔合墨粉图像。

<清洁过程>

在清洁过程中，熔合过程之后，清理单元50清除残留在光电导体3上的墨粉。可选地，显影单元20的显影辊（墨粉载体）21可以构造来使在光电导体3上形成的静电潜像显影，以及从光电导体3上收集残留的墨粉。在这种情况下，可以省略清洁单元50。任何类型的清洁部件可以用于清洁单元50，只要其能够除去残留在光电导体3上的墨粉。例如，清洁单元50可以包括磁刷清洁器、静电刷清洁器、磁性辊清洁器、清洁刮刀、刷式清洁器或者网状清洁器。在其中，清洁刮刀是特别优选的，因为其小巧并且不贵，但仍然能够有效地除去墨粉。在本实施方式中，清洁单元50包括清洁刮刀51。清洁刮刀51的示例性材料包括聚氨酯橡胶、硅橡胶、氟橡胶、氯丁橡胶和丁二烯橡胶。其中，聚氨酯橡胶是特别优选的。

<由图像形成装置执行的图像形成过程>

下面描述了由图像形成装置1执行的示例性图像形成过程。

如图1所图解，充电单元40的充电辊41使旋转的光电导体3的表面上均匀地带上电荷。接着，曝光单元60用激光束扫描光电导体3的带电表面，以根据从图像形成装置1或者另一装置的另一个部件接收的图像信息形成静电潜像。

在处理单元2中，光电导体3与充电单元40、显影单元20和清洁单元50布置在一起。处理单元2的显影单元20使光电导体3上的静电潜像显影以形成可见图像（墨粉图像）。

在光电导体3的旋转方向上，转印单元70布置在显影单元20的下游。记录介质从进纸盒11送入定位辊14之间的位置，并且当光电导体3上的可见图像进入转印区域时，进一步送入转印区域（或者在光电导体3和转印单元70之间的位置）。当记录介质穿过转印区域时，可见图像通过转印单元70从光电导体3转印到记录介质上。

通过清洁单元50除去穿过转印区域后仍然残留在光电导体3的表面上的墨粉（下文中，称为“转印后剩余墨粉”）。在本实施方式中，转印后剩余墨粉由清洁单元50的清洁刮刀51除去。

转印可见图像后，记录介质被传送到熔合单元80的熔合区域。例如，在熔合单元80的熔合辊和压力辊之间形成熔合区域。通过由熔合辊和压力辊施加的热和压力，可见图像熔合到记录介质上。记录介质进一步通过熔合辊和压力辊送入排纸辊15，并通过排纸辊15排至图像形成装置1的纸张捕获盘16上。

<处理单元的构造>

图2是处理单元2的侧面剖视图。如图2所图解，处理单元2包括光电导体3和一个或更多个其他单元。在本实施方式中，处理单元2包括：用于使光电导体3带上电荷的包括充电辊41的充电单元40；用于使在光电导体3上形成的潜像显影的显影单元20；和用于除去残留在光电导体3表面上的墨粉T的包括清洁刮刀51的清洁单元50。

处理单元2可连接到图像形成装置1上并且可以从其上拆下来。在图1的实例中，处理单元2沿着引导零件如导轨（没有显示）从图像形成装置1的一侧插入到图像形成装置1中。该构造可以快速轻易地替换处理单元2的光电导体3和其他部件，从而可以减少维修的时间和费用。同时，因为光电导体3和其他单元集成为处理单元2，所以可以准确地设置光电导体3的部件的相对位置。

显影单元20包括下部外壳33和上部外壳（盖子）37。由下部外壳33和上部外壳37形成的内部空间分隔为用于容纳单组分显影剂（墨粉）的容器室34和用于供应单组分显影剂到光电导体3的显影室35。在显影室35中，提供有显影辊（显影剂/墨粉载体）21和墨粉供应辊22。显影辊21携带单组分显影剂并且供应单组分显影剂到光电导体3中以使光电导体3的潜像显影。墨粉供应辊22供应单组分显影剂到显影辊21。

在容器室34和显影室35之间形成向内突出的分隔部36。分隔部36是山峰形的壁，其使显影单元20的内部空间分开为容器室34和显影室35。

在显影单元20中，在显影辊21上形成墨粉层，并通过显影辊21的旋转使墨粉层接触光电导体3，以使在光电导体3上的静电潜像显影。这称为单组分接触显影方法。

搅拌/传送零件24可旋转地布置在容器室34中。通过搅拌/传送零件24的旋转，搅拌在显影单元20中的墨粉T，并使其越过分隔部36传送到显影室35中，然后供应到布置在显影室35底部的墨粉供应辊22上。

墨粉供应辊22可以由柔性材料制成以便保持住墨粉T，如具有直径大约50μm到大约500μm的小室的聚氨酯泡沫。墨粉供应辊22优选具有相对低的JIS-A硬度，从大约10到大约30度，这样能够使墨粉供应辊22与显影辊21均匀接触。

墨粉供应辊22在与显影辊21旋转方向相同的方向上旋转。这意味着墨粉供应辊22的表面和显影辊21的表面在其接触彼此的区域上以相反的方向移动。辊22和21之间的线速度比（墨粉供应辊22的线速度/显影辊21的线速度）优选为大约0.5到大约1.5。

在可选的构造中，墨粉供应辊22可以在与显影辊21旋转方向相反的方向上旋转。在这种情况下，墨粉供应辊22的表面和显影辊21的表面在其彼此接触的区域上以相同的方向移动。在本实施方式中，假定墨粉供应辊22在与显影辊21旋转方向相同的方向上旋转，并且线速度比设定为0.9。

墨粉供应辊22构造来插入（或凹进）显影辊21的表面，例如，大约0.5mm到大约1.5mm。假定处理单元2的有效宽度是240mm（A4纸尺寸），则用于旋转墨粉供应辊22的扭矩为例如大约14.7N-cm到大约24.5N-cm。

显影辊21包括基底和在基底上形成的并由橡胶材料制成的表面层。显影辊21的直径为例如大约10mm到大约30mm。显影辊21的表面粗糙度Rz为例如大约1μm至大约4μm。表面粗糙度Rz的值优选为墨粉T的平均颗粒直径的大约13%到大约80%。这可以防止墨粉T包埋在显影辊21的表面内，并且可以有效地传送墨粉T。

更优选地，显影辊21的表面粗糙度Rz的值为墨粉T的平均颗粒直径的大约20%到大约30%，这样显影辊21不保留具有很低电荷的墨粉T。用于显影辊21的表面层的示例性橡胶材料包括硅橡胶、丁二烯橡胶、丁腈橡胶（NBR）、醇橡胶(hydrin rubber)和三元乙丙橡胶（EPDM）。

形成用于覆盖显影辊21的表面的涂层以随着时间维持显影辊21的质量也是优选的。涂层的示例性材料包括有机硅材料和特氟隆（注册商标）材料。

有机硅材料具有优良的墨粉充电能力，而且特氟隆（注册商标）材料具有优良的释放特性。为了提供导电性，导电材料如炭黑可以加入到涂层中。涂层的厚度优选为大约5μm到大约50μm。当厚度在这个范围之外时，涂层可能容易裂化。

墨粉T具有预定的极性（在本实施方式中，为负极性）。在墨粉供应辊22上或中的墨粉T夹在接触区域中以相反方向移动的墨粉供应辊22的表面和显影辊21的表面之间。结果，由于静电力和显影辊表面的粗糙度，通过摩擦起电使墨粉T带上负电荷，并且被保留在显影辊21上以形成墨粉层。

在这个阶段，在显影辊21上的墨粉层厚度是不均匀的，并且墨粉的量是过多的（例如，1-3mg/cm²）。为了在显影辊21上形成具有均匀厚度的薄墨粉层，提供了限制零件23。限制零件23接触显影辊21的外表面并且限制墨粉层的厚度。

限制零件23由薄的柔性板制成。限制零件23的上端连接到显影单元20的上部外壳37边缘，并且限制零件23的下端在大体垂直的方向上（或在重力的方向上）向下延伸作为自由端。在轴向上，限制零件23的宽度大体上与显影辊21的宽度相同。

限制零件23的下端面向与显影辊21旋转方向相反的方向。比下端高的限制零件23的部分接触显影辊21的表面。可选地，限制零件23可以构造为使限制零件23的下端面向与显影辊21旋转方向相同的方向，并且接触显影辊21的表面。优选地，限制零件23是由金属制成，如不锈钢（例如SUS 304）。在这种情况下，优选地，限制零件23的厚度为大约0.05mm到大约0.15mm，这样限制零件23可以弹性地变形。

可选地，限制零件23可以由橡胶材料制成，如聚氨酯橡胶或者具有相对高硬度的树脂，如有机硅树脂。在这种情况下，优选地，限制零件23的厚度为大约1mm到大约2mm。偏压供应源可以连接到限制零件23上以在限制零件23和显影辊21之间形成电场。甚至在除金属外的材料用作限制零件23时，通过混合例如炭黑减小材料的电阻，也是可能的。

墨粉量检测零件27设置在显影室35中，并且墨粉流限制零件90设置在显影辊21和墨粉量检测零件27之间。通过水平延伸跨过下部外壳33的固定零件92，保持墨粉流限制零件90的上端。墨粉流限制零件90的自由端（下端）在大体垂直的方向上（或者在重力方向上）向下延伸，并且定位在墨粉量检测零件27的旋转轴的右侧。后面详细描述墨粉流限制零件90的构造和作用。

图3是根据本实施方式的显影单元20的侧面剖视图。如图3所图解，显影单元20包括搅拌/传送零件24、墨粉量检测零件27和同步零件26。

搅拌/传送零件24大体上布置在显影单元20的容器室34中央。搅拌/传送零件24旋转以搅拌在容器室34中的墨粉T（单组分显影剂），从而使其带上电荷，并且使墨粉T传送到邻近容器室34的显影室35中。

墨粉量检测零件27旋转地布置在显影室35中，并且构成用于检测显影室35中残留墨粉量的墨粉量检测机构的一部分。墨粉量检测零件27根据在显影室35中的残留墨粉T的量改变其旋转位置。“墨粉替换时间”（再装填显影单元20或替换处理单元2的时间）基于墨粉量检测零件27的旋转位置确定。

同步单元26布置靠近分隔部36，并且构造成枢轴旋转。同步单元26使搅拌/传送零件24的旋转力传输到墨粉量检测单元27。也就是说，同步单元26使搅拌/传送零件24的旋转和墨粉量检测零件27的旋转同步。

<墨粉流限制零件的构造>

图4是说明安装在显影单元20中的墨粉流限制零件90的图。在图4中，移除了上部外壳37，这样墨粉流限制零件90是看得见的。图5A是说明当存在充足量墨粉时墨粉量检测零件27的旋转位置的图。图5B是说明当残留墨粉的量少时墨粉量检测零件27的旋转位置的图。

在本实施方式中，如图4和5A所图解，设置有四个墨粉流限制零件90以防止或阻挡墨粉量检测零件27周围的墨粉移动（即，从墨粉量检测零件27下面的区域到墨粉量检测零件27上面的区域的墨粉流动），该墨粉移动由墨粉供应辊22和显影辊21的旋转产生的在显影室35中的墨粉的流动引起。更具体地，墨粉流限制零件90布置在限制零件23和墨粉量检测零件27之间形成的方括号形区域94中，并且防止或阻挡墨粉流经上部外壳37和墨粉量检测零件27之间的空间到墨粉量检测零件27的上侧。

墨粉流限制零件90的形状像薄板。由水平延伸跨过与上部外壳37在一起形成显影室35的下部外壳33的固定零件92支撑墨粉流限制零件90的上端。墨粉流限制零件90的自由端（下端）在大体垂直的方向上（或者在重力方向上）向下延伸。

墨粉流限制零件90沿着与墨粉量检测零件27的旋转轴大体上平行的墨粉供应辊22和显影辊21的长度方向排列。一些或所有墨粉流检测零件90的自由端在重力方向设置为低于墨粉量检测零件27的旋转轴的中心。通过双面胶带或粘合剂，墨粉流限制零件90可以固定到上部外壳37上。可选地，通过使在上部外壳37上形成的突起插入在墨粉流限制零件90上形成的孔中并且通过加热熔合突起，墨粉流限制零件90可以固定到上部外壳37上。

如图5B所图解，当显影室35中的残留墨粉T的量减少时，墨粉量检测零件27逐渐地朝着墨粉供应辊22和显影辊21旋转。同样在这种情况下，墨粉流限制零件90防止或阻挡在下部外壳33的固定零件92和墨粉量检测零件27之间的墨粉流（即，从墨粉量检测零件27下侧到上侧的墨粉流）。

墨粉流限制零件90可以由柔性板材制成。例如，墨粉流限制零件90可以由具有相对高硬度的树脂材料制成，如聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）或聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）。在这种情况下，墨粉流限制零件90的厚度优选地从大约1mm到大约2mm。可选地，墨粉流限制零件90可以由金属材料制成，如不锈钢（例如，SUS 304）或者磷青铜。在这种情况下，墨粉流限制零件90的厚度优选地从大约0.05mm到大约0.15mm，这样墨粉流限制零件90可以弹性地变形。

<显影单元的操作>

下面描述搅拌/传送零件24、墨粉量检测零件27和同步零件26的操作。图6是说明同步零件26的图。图7是说明在显影单元20中的搅拌/传送零件24、同步零件26和墨粉量检测零件27的图。

参考图3和7，搅拌/传送单元24包括旋转轴242和连接到旋转轴242上的刮片241。凸轮25连接到旋转轴242的一端。通过驱动马达（没有显示）提供的驱动力，旋转轴242在图3中所示箭头的方向上旋转。凸轮25滑动地接触同步单元26的第一杠杆263，并且当其旋转时，引起同步零件26转动。

搅拌/传送零件24搅拌在容器室34中的墨粉T，并使墨粉T从容器室34传送到显影室35。

通过在搅拌/传送零件24的刮片241上打孔，形成开口。调整开口的位置和开口的尺寸（即，刮片241的面积）以控制搅拌/传送零件24的传送和搅拌能力。也就是说，调整刮片241的开口，使得在每个显影过程中消耗的墨粉量供应到显影室35中。

在本实施方式中，假定具有两个刮片241。然而，搅拌/传送零件24可以包括仅一个刮片241或者三个或更多个刮片241。当设置多个刮片241时，刮片241中的至少一个优选地构造来主要传送墨粉T。

刮片241可以由柔性树脂薄膜制成。由柔性树脂薄膜制成的刮片241可以摩擦显影单元20的下部外壳33的底部，并且有效地使在容器室34的几乎所有区域内的墨粉T传送到显影室35。用于刮片241的示例性树脂材料包括烯烃树脂如聚丙烯和聚乙烯、氟塑料如聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯以及有机硅树脂。代替薄膜材料，板材料也可以用于刮片241。

参考图7，在搅拌/传送零件24的旋转轴242上提供圆盘243。圆盘243将同步零件26压向显影单元20的外壳侧壁201。同样，同步单元26的位置由圆盘243的厚度确定。因此，圆盘243防止同步零件26在轴向上移动，从而提高了同步零件26的旋转准确性。这又使同步零件26能够稳定地根据搅拌/传送零件24的旋转而枢轴转动。

参考图3和7，墨粉量检测零件27包括旋转轴271a、检测板275和啮合零件276。检测板275是板形零件，其接触墨粉T并且根据残留墨粉T的量改变其旋转位置。旋转轴271a可旋转地连接，并且在旋转轴271a的一端设置有弹簧（没有显示）。弹簧使检测板275向下偏置或朝着墨粉供应辊22偏置。

参考图3、6和7，同步零件26包括圆柱形部分261以及固定到圆柱形部分261的第一杠杆263和第二杠杆264。第一杠杆623接触搅拌/传送零件24的凸轮25。第二杠杆264包括支腿264a，其啮合墨粉量检测零件27的啮合零件276的下表面。

圆柱形部分261具有一端封闭的轴孔262。从外壳侧壁201突出的轴插入到轴孔262中。利用这个构造，同步零件26能够环绕轴转动。在圆柱形部分261的末端设置有扭转弹簧266。扭转弹簧266偏向同步零件26，这样第一杠杆263接触凸轮25。

同步零件26根据凸轮25的旋转而转动，引起墨粉量检测零件27向上旋转，然后使墨粉量检测零件27依靠其自身重量落下（或向下旋转）。

参考图6，在同步零件26的圆柱形部分261上形成开口265。进入轴孔262的墨粉可以经开口265排出。因此，开口265可以防止墨粉停留在轴孔262中，从而可以防止轴从外壳侧壁201上突出并且防止圆柱形部分261通过熔合的墨粉彼此固定。

图8是用于报告墨粉替换时间的报告机构的透视图。如图8所图解，报告机构包括臂件28，其连接到墨粉量检测零件27的旋转轴271a的一端并从墨粉量检测零件27的旋转轴271a的一端垂直向上（大约90度）延伸；旋转零件29，其接触臂件28并根据臂件28的旋转而旋转；和传感器30，其检测旋转零件29的旋转移动。

旋转零件29具有板形状并且连接到从图像形成装置1的主体垂直向上延伸的旋转轴291上。旋转零件29围绕旋转轴291水平地旋转，并且通过盘簧32朝臂件28偏置。与臂件28接触的旋转零件29的一侧（或边缘）形状像凸轮，这样旋转零件29根据臂件28的旋转位置改变其旋转角度。利用这种构造，臂件28在垂直平面上的旋转转化为旋转零件29在水平平面上的旋转。

传感器30是光传输传感器，包括光发射元件301和位于光发射元件301下面的光接收元件302。传感器30经托架31连接到图像形成装置1的外壳（没有显示）上。

当旋转零件29旋转时，旋转零件29的一部分经过光发射元件301和光接收元件302之间。传感器30检测到旋转零件29的该部分，从而检测到墨粉量检测零件27的旋转位置（该旋转位置可以称为“下部位置”，其指示墨粉替换时间）。臂件28与墨粉量检测单元27的旋转轴271a是同轴的，并且暴露在显影单元20的外部。臂件28的旋转传输到旋转零件29以检测残留墨粉的量。

当在显影室35中墨粉T的量充足时，臂件28的旋转角度小。在这种情况下，旋转零件29的旋转角度也小，并且传感器30不能检测到旋转零件29。同时，当在显影室35中墨粉的量不充足或者没有墨粉时，墨粉量检测零件27旋转到指示墨粉替换时间的下部位置。在这种情况下，旋转零件29广阔地旋转，并经过传感器30。当旋转零件29经过传感器30时，从光发射元件301发射到光接收元件302的光被旋转零件29阻挡，结果传感器30检测到旋转零件29。这一构造可以检测到显影室35中残留墨粉量的减少，并且向使用者报告墨粉替换时间。

作为可选构造，臂件28的旋转角度或位置可以由光学传感器直接检测。在这种情况下，可以省略旋转零件29。

当容器室34中墨粉T的量充足时（例如，当处理单元2是新的时），在通过搅拌/传送零件24和同步零件26引起墨粉量检测零件27向上旋转并远离墨粉供应辊22后，如图5A所图解，大量墨粉T残留在墨粉量检测零件27下面（在显影单元20的下部外壳33的底部）。在这种情况下，如图5A所图解，墨粉量检测零件27维持在上部位置（指示存在充足量的残留墨粉T），并且处理单元2继续印刷过程。

同时，当在印刷过程期间残留墨粉T的量变少或不足时，在通过搅拌/传送零件24和同步零件26引起墨粉量检测零件27向上旋转并远离墨粉供应辊22到图5B中虚线指示的位置后，只有少量墨粉T残留在墨粉量检测零件27下面。在这种情况下，通过扭转弹簧266（见图7）和其自身的重量引起墨粉量检测零件27向着墨粉供应辊22旋转到图5B中实线指示的下部位置（指示残留墨粉T的量少或墨粉替换时间）。

当墨粉量检测零件27到达图5B中显示的下部位置时，设置在图像形成装置1中的传感器30（见图8）检测到与墨粉量检测零件27同步旋转的臂件28的位置，并且报告使用者已经到了墨粉替换时间或者临近墨粉替换时间。

<当没有设置墨粉流限制零件时发生的问题>

图9A和9B是用于描述当没有设置墨粉流限制零件90时会发生的问题的图。

如图9A所图解，当残留墨粉T的表面水平大体上和墨粉量检测零件27的旋转轴271a的高度相同时，在下部外壳33的固定零件92和墨粉量检测零件27之间形成缝隙S1。

当在处理单元2中开始印刷过程时，通过没有显示的驱动零件（例如，齿轮），墨粉供应辊22和显影辊21在图9B中箭头指示的方向上旋转，以传送墨粉T到光电导体3上。同时，靠近墨粉供应辊22和显影辊21的墨粉T形成如图9B中箭头X指示的墨粉流。该墨粉流顺时针从靠近墨粉供应辊22左下部分的区域，沿着墨粉供应辊22的外表面，行进到墨粉供应辊22和显影辊21之间的压隙。

接着，墨粉流顺时针地从靠近显影辊21的左下部分，沿着显影辊21的外表面，行进到显影辊21上方的区域。然后，墨粉流沿着接触显影辊21的限制零件23的表面向上行进。

通过墨粉T的持续流动推动如上所述传送到限制零件23附近区域的墨粉T，并且其进一步大体上逆时针地行进穿过下部外壳33的固定零件92和墨粉量检测零件27之间的缝隙S1。因此，墨粉量检测零件27下面的墨粉T穿过缝隙S1传送到墨粉量检测零件27上方的区域。结果，墨粉量检测零件27进一步朝着墨粉供应辊22旋转，到达下部位置，并且由传感器30检测到旋转零件29。因此，当没有设置墨粉流限制零件90时，传感器30可能向用户错误地报告墨粉替换时间。

<墨粉流限制零件的作用>

图10A和10B是用于描述墨粉流限制零件90的作用的图。

如图10A所图解，墨粉流限制零件90的上端（在重力方向）固定到下部外壳33的固定零件92上，并且墨粉流限制零件90的下端是自由端。同样在图10A中，墨粉流限制零件90的下端位于墨粉量检测零件27的旋转轴271a的中心的右侧，并且在重力方向上低于旋转轴271a的中心。进一步在图10A中，墨粉流限制零件90在水平方向上布置在旋转轴271a和墨粉供应辊22的旋转轴之间形成的空间S2中。在旋转轴271a和墨粉流限制零件90之间存在非常小的缝隙。

当残留墨粉T的表面水平和墨粉量检测零件27的旋转轴271a的高度大体相同时，在下部外壳33的固定零件92和墨粉量检测零件27之间形成缝隙S1（见图9A）。墨粉流限制零件90从下部外壳33的固定零件92在大体垂直的方向上（或者在重力方向上）向下延伸，并且阻塞缝隙S1。

当搅拌/传送零件24旋转并且墨粉T供应到显影室35时，在显影室35中的墨粉T形成墨粉流X1，其顺时针地从靠近墨粉供应辊22的左下部分区域，沿着墨粉供应辊22的外表面，行进到墨粉供应辊22和显影辊21之间的压隙内。

接着，通过显影辊21的旋转引起墨粉流X1顺时针地从靠近显影辊21的左下部分区域，沿着显影辊21的外表面，行进到显影辊21上方的区域。然后，墨粉流X1沿着与显影辊21接触的限制零件23的表面向上行进。然而，在本实施方式中，阻挡下部外壳33的固定零件92和墨粉量检测零件27之间的缝隙S1的墨粉流限制零件90防止墨粉T经缝隙S1流入墨粉量检测零件27上方的区域中（或者流入墨粉量检测零件27的上侧）。因此，当残留墨粉T的量充足时，墨粉流限制零件90可以防止墨粉量检测零件27旋转到下部位置，并且防止传感器30错误地检测墨粉替换时间。也就是说，本实施方式可以提高检测墨粉替换时间的准确性。

参考图10B，当在处理单元2上开始印刷过程时，通过墨粉供应辊22和显影辊21的旋转产生的墨粉流X1由墨粉流限制零件90分为两个墨粉流X2和X3。

通常，墨粉流动性的改变是由于反复使用和依赖于环境引起的退化。例如，当墨粉退化或保持在高温和高湿度环境时，墨粉的流动性降低，并且墨粉容易聚结在一起（该聚结称为“墨粉结块”）。在这里，本实施方式的墨粉流限制零件90由柔性材料制成，因此通过柔性吸收墨粉流X2和X3的力（或冲击力）。该构造可以防止捕集在方括号形区域94内的墨粉T的墨粉结块。

下面描述在方括号形区域94内的墨粉T的流动。由墨粉流限制零件90阻挡沿着限制零件23向上行进的墨粉流X2，并且其不能穿过下部外壳33的固定零件92和墨粉量检测零件27之间的缝隙S1（见图9A）。

因为通过由墨粉供应辊22和显影辊21引起的向上的墨粉流X2，墨粉T持续地供应到方括号形区域94中，所以方括号形区域94充满了墨粉T。如果墨粉T进一步供应到方括号形区域94中，则会出现墨粉结块。

利用本实施方式的构造，当方括号形区域94充满墨粉T时，由墨粉供应辊22引起向上流动的墨粉T的一部分形成墨粉流X3，其穿过墨粉量检测零件27和墨粉流限制零件90之间的非常小的缝隙。这又防止方括号形区域94内的墨粉结块。

当墨粉流限制零件90的自由端（下端）的位置高于在重力方向的墨粉量检测零件27的旋转轴271a的中心时，可降低防止墨粉流过缝隙S1的作用，并且墨粉量检测零件27可旋转到指示墨粉替换时间的下部位置。因此，优选使墨粉流限制零件90的自由端（下端）在重力方向上延伸到低于墨粉量检测零件27的旋转轴271a中心的位置。

当墨粉流限制零件90的自由端（下端）位于墨粉供应辊22的旋转轴的右侧（或者旋转轴的中心）时，在方括号形区域94充满墨粉T之前，由显影辊21引起向上移动的墨粉T流经墨粉量检测零件27和墨粉流限制零件90之间的缝隙（缝隙S1）。由于该原因，使墨粉流限制零件90的自由端位于墨粉供应辊22的旋转轴的左侧是优选的。

当墨粉流限制零件90位于墨粉量检测零件27的旋转轴271a的左侧时，墨粉流限制零件90的自由端需要定位在比旋转轴271a高的位置，以防止干扰墨粉量检测零件27。结果，墨粉T流经墨粉量检测零件27和墨粉流限制零件90之间的缝隙（缝隙S1），进入墨粉量检测零件27上方的区域。由于该原因，优选的是，使墨粉流限制零件90在水平方向上位于墨粉量检测零件27的旋转轴271a和墨粉供应辊22的旋转轴之间，并且使墨粉流限制零件90的自由端定位在低于旋转轴271a的位置。

<第一个变型>

图11是说明根据第一个变型的墨粉流限制零件的图。在第一个变型中，如图11所图解，具有不同长度的墨粉流限制零件排列在轴向上。也就是说，在第一个变型中，墨粉流限制零件的自由端（下端）在重力方向上的位置取决于其在轴向上的位置变化。

在图11的实例中，墨粉流限制零件90放置在显影单元20的轴向上的中心区域，并且墨粉流限制零件90A放置在显影单元20的轴向上的末端区域。墨粉流限制零件90A的自由端（下端）的位置高于墨粉流限制零件90的自由端（下端）的位置。也就是说，在垂直方向（或者重力方向）上，墨粉流限制零件90A比墨粉流限制零件90短。于是，墨粉流限制零件90A的下端和墨粉量检测零件27之间的缝隙比墨粉流限制零件90的下端和墨粉量检测零件27之间的缝隙长。

因此，在显影单元20的末端区域的墨粉流限制零件（90、90A）的自由端的位置比在显影单元20的中心区域的位置高，并且在显影单元20的末端区域的墨粉流限制零件和墨粉量检测零件27之间的缝隙比其在显影单元20的中心区域的缝隙长。利用这种构造，在显影单元20轴向上的末端区域的墨粉T比在显影单元20的中心区域的墨粉T更容易流向容器室34。通常，在显影单元20的中心区域内在印刷中使用的墨粉的量比在显影单元20的末端区域内使用的量多。同样，当随着反复使用单组分显影剂退化时，其可引起印刷问题如浮污。

由于上述原因，优选的是使在显影室35中的墨粉T均匀地退化。这里，因为显影单元20的中心区域在印刷中消耗大量墨粉，所以在显影单元20的中心区域停留的墨粉的量比在显影单元20的末端区域停留的墨粉的量少。

利用第一变型的构造——其中在显影单元20的末端区域中墨粉流限制零件的自由端的位置比在中心区域的位置高，在末端区域比在中心区域流向容器室34的墨粉量多。这又可以使显影室35中退化的墨粉在轴向上分布均匀。

<第二个变型>

图12是说明根据第二个变型的墨粉流限制零件的图。在第二个变型中，如图12所图解，在墨粉流限制零件90B的自由端（下端）中形成在垂直方向上延伸的狭缝93。

在墨粉流限制零件90B的自由端（下端）中以预定的间隔形成狭缝93。利用狭缝93，墨粉流限制零件90B能够更有效地吸收墨粉流的压力。就是说，狭缝93使墨粉流限制零件90B更柔性。墨粉流X3的压力使墨粉流限制零件90B在远离墨粉量检测零件27的方向上弯曲，结果，墨粉流X3可以更容易地朝向容器室34行进。这一构造可以更有效地防止在方括号形区域94内的墨粉结块。

<第三个变型>

图13是说明根据第三个变型的墨粉流限制零件的图。在第三个变型中，如图13所图解，在墨粉流限制零件90C的自由端（下端）附近形成矩形通孔（开口）95。

这一构造允许墨粉流X3穿过通孔95流向容器室34，从而甚至当通过墨粉流限制零件90C的变形而允许流向容器室34的墨粉T的量不充足时，可以防止在方括号形区域94内的墨粉结块。

同样在第三个变型中，可使在轴向上的显影单元20的末端区域的墨粉流限制零件90C的通孔95的开口面积比在轴向上的显影单元20的中心区域中的大。这一构造可以允许在末端区域上比在中心区域上流向容器室34的墨粉量更大。

通孔95的尺寸、形状（例如，圆形或矩形）以及垂直和水平位置可以取决于轴向上墨粉流限制零件90C的位置而变化。同样，通孔95可以与第一个变型中的墨粉流限制零件90A和/或第二个变型中的狭缝93组合。

因此，可以通过调整通孔95的开口面积以及通过使通孔95与墨粉流限制零件90A和/或狭缝93组合，微调墨粉流限制零件90C阻挡墨粉流的程度（或者允许墨粉流X3的程度）。这又可以有效地防止捕集在方括号形区域94内的墨粉T的墨粉结块，并且准确地报告墨粉替换时间。

<第四个变型>

图14是说明根据第四个变型的墨粉流限制零件96的图。在第四个变型中，如图14所图解，墨粉流限制零件96形成为上部外壳37的整体（或一体）部分（通过，例如，一体/整体成型）。墨粉流限制零件96由与上部外壳37相同的树脂材料制成，并且如同墨粉流限制零件90，可以通过墨粉流的压力柔性地变形。

形成墨粉流限制零件96为上部外壳37的整体（或一体）部分可以减少部件数目，并且消除使墨粉流限制零件96固定到下部外壳33的固定零件92的需要，从而减少了装配显影单元20的时间和工作量。

在上述的实施方式中，假定图像形成装置1是单色图像形成装置。然而，上述实施方式和变型也可以应用到包括多个显影单元或处理单元的彩色图像形成装置中。

本公开的一个方面提供了显影设备、处理单元和图像形成装置，其能够准确地检测残留墨粉的量，从而准确地报告墨粉替换时间。

本公开的一个方面可以限制从墨粉量检测机构下面的区域到墨粉量检测机构上面的区域的墨粉流动，该墨粉流动由墨粉供应零件和墨粉载体的旋转引起。这又可以准确地检测残留墨粉的量以及准确地检测墨粉替换时间。

本公开的一个方面提供显影设备，其包括：显影室；墨粉载体，其布置在显影室中；墨粉供应零件，其构造来供应墨粉到墨粉载体；墨粉量检测零件，其构造来根据靠近墨粉供应零件的墨粉的量改变其旋转位置以检测残留在显影室的墨粉的量；和墨粉流限制零件，其构造来阻挡至少部分墨粉向后流向墨粉量检测零件的上侧，该向后流动是通过由墨粉供应零件和墨粉载体的旋转产生的在显影室中的墨粉的流动引起的。

墨粉量检测零件构造来围绕设置在墨粉量检测零件上端的旋转轴旋转，墨粉量检测零件的旋转轴定位在墨粉供应零件上方，并且墨粉流限制零件由位于墨粉量检测零件的旋转轴上方的部分外壳支撑，并且朝着墨粉量检测零件的旋转轴延伸。在该部分外壳和墨粉量检测零件的旋转轴之间形成缝隙。

墨粉流限制零件可以布置在墨粉供应零件的旋转轴的中心和墨粉量检测零件的旋转轴的中心之间。

以上作为优选的实施方式描述了显影设备、处理单元和图像形成装置。然而，本发明不限于具体公开的实施方式，并且在没有偏离本发明范围的情况下可以进行改变和改进。

Claims (16)

1.显影设备，其包括：

显影室；

墨粉载体，其布置在所述显影室中；

墨粉供应零件，其构造来供应墨粉到所述墨粉载体；

墨粉量检测零件，其构造来根据靠近所述墨粉供应零件的墨粉的量改变其旋转位置，以检测残留在所述显影室的墨粉的量；

墨粉流限制零件，其构造来阻挡所述墨粉量检测零件周围的墨粉的移动，该墨粉的移动是由所述墨粉供应零件和所述墨粉载体的旋转产生的在所述显影室中的墨粉的流动引起的；和

限制零件，其构造来限制在所述墨粉载体的表面上的墨粉层的厚度，

其中所述墨粉流限制零件布置在所述限制零件和所述墨粉量检测零件之间的空间中，并且构造来阻挡墨粉流动穿过在形成所述显影室的外壳和所述墨粉量检测零件之间的缝隙。

2.如权利要求1所述的显影设备，其中所述墨粉流限制零件形状像薄板，其一端由形成所述显影室的外壳支撑。

3.如权利要求2所述的显影设备，其中所述墨粉流限制零件的上端固定到所述外壳，并且所述墨粉流限制零件的下端在大体垂直的方向上向下延伸作为自由端。

4.如权利要求3所述的显影设备，其中

所述墨粉流限制零件包括多个墨粉流限制零件，其排列在与所述墨粉量检测零件的旋转轴大体平行的所述墨粉载体和所述墨粉供应零件的长度方向上；并且

一些或所有所述墨粉流限制零件的所述自由端在重力方向上设置为低于所述墨粉量检测零件的旋转轴的中心。

5.如权利要求3所述的显影设备，其中所述墨粉流限制零件在水平方向上布置在所述墨粉量检测零件的旋转轴和所述墨粉供应零件的旋转轴之间。

6.如权利要求1到5中任一项所述的显影设备，其中所述墨粉流限制零件包括柔性板材。

7.如权利要求6所述的显影设备，其中在所述墨粉流限制零件上形成在重力方向上延伸的一个或多个狭缝。

8.如权利要求6所述的显影设备，其中在所述墨粉流限制零件上形成允许所述墨粉流过的一个或多个通孔。

9.如权利要求1到5、7和8中任一项所述的显影设备，其中所述墨粉流限制零件包括聚对苯二甲酸乙二醇酯或者聚对苯二甲酸丁二醇酯。

10.如权利要求1到5、7和8中任一项所述的显影设备，其中所述墨粉流限制零件包括不锈钢或者磷青铜。

11.如权利要求1到5、7和8中任一项所述的显影设备，进一步包括：

外壳，其形成所述显影室并且包括上部外壳和下部外壳，

其中所述墨粉流限制零件形成为所述上部外壳的一体部分。

12.如权利要求1到5、7、和8中任一项所述的显影设备，其中所述墨粉流限制零件构造来阻挡至少部分所述墨粉向后流向所述墨粉量检测零件的上侧，该向后流动是由所述墨粉供应零件和所述墨粉载体的旋转产生的在所述显影室中墨粉的流动引起的。

13.如权利要求1到5、7和8中任一项所述的显影设备，其中

所述墨粉量检测零件构造来围绕设置在其上端的旋转轴旋转；

所述墨粉量检测零件的所述旋转轴设置在所述墨粉供应零件的上方，并且

所述墨粉流限制零件由位于所述墨粉量检测零件的所述旋转轴上方的部分外壳支撑，并且朝着所述墨粉量检测零件的所述旋转轴延伸，在所述部分外壳和所述墨粉量检测零件的所述旋转轴之间形成缝隙。

14.如权利要求13所述的显影设备，其中所述墨粉流限制零件布置在所述墨粉供应零件的旋转轴中心和所述墨粉量检测零件的旋转轴中心之间。

15.包括权利要求1到14中任一项所述的显影设备的处理单元。

16.包括权利要求15所述的处理单元的图像形成装置。